突然停止自转的后果是撕裂,重整,吸积
所有的东西都会从桌子上突然飞出去。
地球正在自转
(图片来源:布埃纳维斯塔图片经由盖蒂图片)
地球就像一个陀螺一样稳定的旋转着,即便我们看不到,触摸不到,听不到也感受不到。那么如果地球突然停止自转了,会发生什么呢?
如果自转停下来,地球上每个物体的角动量都会撕裂地表,造成非常非常糟糕的一天。
“这只是一个假想实验,”詹姆斯·津贝尔曼说道,他是位于华盛顿特区的史密森尼国家航空航天博物馆的资深的名誉地质学家,“没有任何一种自然力量能使地球停止自转。这也是这个星球自形成以来就一直在自转的部分原因,这也是很令人印象深刻的。”
把地球旋转一下。
津贝尔曼指出,地球绕地轴完全旋转一周要花费23小时56分4.09053秒,换算到至道上,陆地的移动速度为每小时1100英里,也即每小时1770千米,而两极转速为0。如果地球突然停下来,赋予给赤道沿线的空气,水甚至岩石的角动量将会以1100英里每小时的速度继续运动。这样的运动会冲刷并撕裂地表,并把碎片送到大气层顶部甚至是外太空。
但是什么是角动量?
让我们退一步说。线性动量是一个物体的质量和速度(方向和速率)的乘积。一辆突然停下的行驶汽车上的乘客会由于线性动量继续向前移动。
角动量是线性动量的旋转形式。角动量是惯性矩(旋转质量所需的旋转力)和角速度的乘积。当四分卫手把足球举向空中并投向外接员时,他赋予了足球角动量。
“物理学的基本定理之一是角动量守恒。”津贝尔曼告诉活科学(Live Science),“如果某个物体在旋转,你就必须通过在相反的方向上施加相同大小的力才能使其停止旋转。”
但是如果地球停止旋转,也不是一切都会丧失。
重组,重整,吸积。
津贝尔曼说,当地球和它的残余物继续绕着太阳旋转的时候,从其表面脱落的碎片也会重新自转。最终地球会一种意想不到的效果拉回碎片光环。
“牛顿利用经典力学帮助我们发现了:不断积累和靠近的碎片会释放自身的能量来加热物体,”津贝尔曼说到。
“你可以把它想象成一颗流星划过天空。最终到达大气层最外侧和外太空的残骸将会在地心引力的作用下被吸引到地表,并在撞击时释放能量。这些碎片的连续轰击会使地壳液化成一个熔融的‘岩石海洋’”,津贝尔曼说,"最终撞击产生的碎片通过名为吸积的过程被重新吸收到这片熔融海洋里"
津贝尔曼说到,这种迅速而具有毁灭性的转变也会使地球表面的大多数水分蒸发。而大部分蒸发的水会流失,但也有一些可能会被吸收到新形成的矿石中,比如橄榄石。
最后不是所有的碎片都能通过吸积被重吸收。一些地球的碎片会被月球的引力席卷,对其产生轰炸,并在其表面形成无数的陨石坑。
相关知识
地球自转是固体地球绕着自己的轴转动,方向是由西向东;所以地球是由西至东自转的。从天球的北极点鸟瞰,地球自转是逆时针方向旋转;从南极点上空看是顺时针方向旋转。
地球自转的周期是一个恒星日,目前其值为23时56分4秒。但是近年来地球自转周期在缓慢增加(即转速缓慢减小),导致需要对全球计时器进行调整,例如2005年12月31日全球钟表统一加一秒。这样的调整称为闰秒。
BY: Stacy Kish
FY: 卷心菜
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